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Lista de exercícios – Aula 01 01) O tema “teoria da evolução” tem provocado debates em certos locais dos Estados Unidos da América, com algumas entidades contestando seu ensino nas escolas. Nos últimos tempos, a polêmica está centrada no termo teoria que, no entanto, tem significado bem definido para os cientistas. Sob o ponto de vista da ciência, teoria é: (A) Sinônimo de lei científica, que descreve regularidades de fenômenos naturais, mas não permite fazer previsões sobre eles. (B) Sinônimo de hipótese, ou seja, uma suposição ainda sem comprovação experimental. (C) Uma ideia sem base em observação e experimentação, que usa o senso comum para explicar fatos do cotidiano. (D) Uma ideia, apoiada no conhecimento científico, que tenta explicar fenômenos naturais relacionados, permitindo fazer previsões sobre eles. (E) Uma ideia, apoiada pelo conhecimento científico, que, de tão comprovada pelos cientistas, já é considerada uma verdade incontestável. 02) Ao examinar um fenômeno biológico, o cientista sugere uma explicação para o seu mecanismo, baseando-se na causa e no efeito observados. Esse procedimento: 01. Faz parte do método científico. 02. É denominado formulação de hipóteses. 04. Deverá ser seguido de uma experimentação. 08. Deve ser precedido por uma conclusão. Dê como resposta a soma dos números das asserções corretas. 03) A partir das informações dadas, enumere as informações, em ordem sequencial, de acordo com as etapas do método científico: ( ) Conclusões ( ) Possíveis respostas para a pergunta em questão (hipótese) ( ) Etapa experimental ( ) Dúvida sobre determinado fenômeno da natureza ( ) Levantamento de deduções 04) Ao criar uma hipótese científica, o cientista procura: a) levantar um problema d) comprovar teorias estabelecidas b) explicar um fato e prever outros e) confirmar observações c) testar variações 05) Numa experiência controlada o grupo controle tem por objetivo: a) testar outras variantes b) confirmar as conclusões obtidas com o grupo experimental c) desmentir as conclusões obtidas com o grupo experimental d) servir de referência padrão diante dos resultados fornecidos pelo grupo experimental e) testar a eficiência dos equipamentos usados na experiência 06) A medida de 4,7 kg foi obtida para a massa de um corpo. Faça uma maneira correta de expressar essa medida, em gramas, considerando os algarismos significativos. 08) Com base nos conceitos de algarismos significativos, efetue as operações a seguir, arredondando para 1 casa após a vírgula: a) 0,36 = b) 1,43 = c) 0,08 = d) 2,59 = e) 7,888 = f) 1,6597 = g) 200,567 = h) 3,78 = i) 4,521111 = j) 76,5201 k) 5,3400000 = 09) Um sala de aula tem 3,4789 m de comprimento e 2,3412 m de largura. Como podemos representar essas medidas usando somente duas casas decimais de precisão? 10) Escreva em notação científica: a) 0,0000012 c) 0,234234 b) 0,0000000223 d) 0,0204 11) Resolva os itens a seguir e de a resposta com notação científica: a) 8,2 . 102 . 4 . 103 b) 3,7 . 107 . 8,6 . 103 c) 3,45 . 108 . 6,74 . 10-2 d) 4,7 . 10-2 . 5,7 . 10-6 Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0848 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: 12) Determine, em notação científica, a massa do átomo de hidrogênio que é igual a 0,00000000000000000000000166g. 13)Coloque em ordem crescente os seguintes planetas de acordo com as suas massas. PLANETA MASSA (EM GR) Mercúrio 2,390 × 1026 Vênus 4,841 × 1027 Terra 5,976 × 1027 Marte 6,574 × 1026 Saturno 5,671 × 1029 14) No vácuo, a luz percorre 300000 km a cada segundo. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano. a) Expresse um ano-luz em quilômetros, na notação científica. b) A quantos quilômetros da Terra esta uma estrela que dela dista 6 anos-luz? 15) A massa do Sol é de 1 980 000 000 000 000 000 000 000 000 toneladas e a massa da Terra é de 5 980 000 000 000 000 000 000 000 kg. a) Escreva em notação científica a massa do Sol e a massa da Terra em quilos. b) Quantas vezes a massa do Sol é maior que a massa da Terra? 16) Arredonde cada uma dos numerais abaixo, conforme a precisão pedida: a - Para o décimo mais próximo: 23,40 = * 234,7832 = 45,09 = * 48,85002 = 120,4500 = b - Para o centésimo mais próximo: 46,727 = * 123,842 = 45,65 = * 28,255 = 37,485 = c - Para a unidade mais próxima: 46,727 = * 123,842 = 45,65 = * 28,255 = 37,485 = 17) Quais as grandezas físicas fundamentais e quais as suas unidades no SI? 18) Quantos algarismos significativos há em (a) 17,35; (b) 240 e (c) 0,01050? 19) São grandezas escalares todas as quantidades físicas a seguir, EXCETO: a) massa do átomo de hidrogênio; b) intervalo de tempo entre dois eclipses solares; c) peso de um corpo; d) densidade de uma liga de ferro; e) n.d.a. 20) Quando dizemos que a velocidade de uma bola é de 20 m/s, horizontal e para a direita, estamos definindo a velocidade como uma grandeza: a) escalar b) algébrica c) linear d) vetorial e) n.d.a. 21) Considere as grandezas físicas: I. Velocidade II. Temperatura III. Quantidade de movimento IV. Deslocamento V. Força Destas, a grandeza escalar é: a) I b) II c) III d) IV e) V 22) Efetue as seguintes conversões: a) 1 m para cm c) 1 m para mm e) 1 mm para m b) 1 cm para m d) 1 km para m f) 1 cm para mm g) 1 h em min h) 1 min em s i) 1 dia em h j) 1 h em s k) 1 dia em s Lista de exercícios – Aula 02 TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Utilize as informações abaixo para responder à(s) questão(ões) a seguir. O rompimento da barragem de contenção de uma mineradora em Mariana (MG) acarretou o derramamento de lama contendo resíduos poluentes no rio Doce. Esses resíduos foram gerados na obtenção de um minério composto pelo metal de menor raio atômico do grupo 8 da tabela de classificação periódica. A lama levou 16 dias para atingir o mar, situado a 600 km do local do acidente, deixando um rastro de destruição nesse percurso. Caso alcance o arquipélago de Abrolhos, os recifes de coral dessa região ficarão ameaçados. 1. Com base nas informações apresentadas no texto, a velocidade média de deslocamento da lama, do local onde ocorreu o rompimento da barragem até atingir o mar, em km h, corresponde a: a) 1,6 b) 2,1 c) 3,8 d) 4,6 2. Um atleta participou de uma corrida em sua cidade com um percurso de 12 quilômetros completando a prova em 40 minutos. A velocidade média desenvolvida pelo atleta foi de: a) 15 km h. b) 13 km h. c) 18 km h. d) 10 km h. e) 9 km h. 3. Observando-se atletas quenianos correndo provas como a maratona 42,19( 5 km) fica-se impressionado com a forma natural como estes atletas correm distâncias enormes com velocidade incrível. Um atleta passa pelo km 10 de uma maratona às 8h15min. Às 9h51min esse atleta passa pelo km 39. Nesse trecho o atleta manteve uma velocidade média de, aproximadamente, a) 2 m s. b) 5 m s. c) 10 km h. d) 12 m s. e) 25 km h. 4. Suponha que uma semeadeira é arrastada sobre o solo com velocidade constante de 4 km h, depositando um único grãode milho e o adubo necessário a cada 20 cm de distância. Após a semeadeira ter trabalhado por 15 minutos, o número de grãos de milho plantados será de, aproximadamente, a) 1.200. b) 2.400. c) 3.800. d) 5.000. e) 7.500. 5. Pedro e Paulo diariamente usam bicicletas para ir ao colégio. O gráfico abaixo mostra como ambos percorreram as distâncias até o colégio, em função do tempo, em certo dia. Com base no gráfico, considere as seguintes afirmações. I. A velocidade média desenvolvida por Pedro foi maior do que a desenvolvida por Paulo. II. A máxima velocidade foi desenvolvida por Paulo. III. Ambos estiveram parados pelo mesmo intervalo de tempo, durante seus percursos. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. c) Apenas III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 6. Um carro de Fórmula 1 levou 1 minuto e 10 segundos para percorrer os 4.200 m do Autódromo de Interlagos, localizado na cidade de São Paulo. A velocidade média desse carro, em km h foi de: a) 60. b) 216. c) 100. d) 120. e) 300. 7. Um professor de física do ensino médio propôs um experimento para determinar a velocidade do som. Para isso, enrolou um tubo flexível de 5,0 m (uma mangueira de jardim) e colocou as duas extremidades próximas a um Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0847 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: microfone, como ilustra a Figura abaixo. O microfone foi conectado à placa de som de um computador. Um som foi produzido próximo a uma das extremidades do tubo – no caso, estourou-se um pequeno balão de festas – e o som foi analisado com um programa que permite medir o intervalo de tempo entre os dois pulsos que eram captados pelo microcomputador: o pulso provocado pelo som do estouro do balão, que entra no tubo, e o pulso provocado pelo som que sai do tubo. Essa diferença de tempo foi determinada como sendo de 14,2 ms. A velocidade do som, em m/s, medida nesse experimento vale a) 704 b) 352 c) 0,35 d) 70 e) 14 8. Drones são veículos voadores não tripulados, controlados remotamente e guiados por GPS. Uma de suas potenciais aplicações é reduzir o tempo da prestação de primeiros socorros, levando pequenos equipamentos e instruções ao local do socorro, para que qualquer pessoa administre os primeiros cuidados até a chegada de uma ambulância. Considere um caso em que o drone ambulância se deslocou 9 km em 5 minutos. Nesse caso, o módulo de sua velocidade média é de aproximadamente a) 1,4 m / s. b) 30 m / s. c) 45 m / s. d) 140 m / s. 9. Um garoto que se encontra em uma quadra coberta solta um balão com gás hélio e este passa a se deslocar em movimento retilíneo uniforme com velocidade de 2m / s. Ao atingir o teto da quadra, o balão estoura e o som do estouro atinge o ouvido do garoto 5,13s após ele o ter soltado. Se o balão foi solto na altura do ouvido do garoto, então a distância percorrida por ele até o instante em que estourou foi de (Considere a velocidade do som 340m / s. ) a) 8,6m. b) 9,1m. c) 10,2m. d) 11,4m. 10. Um sistema amplamente utilizado para determinar a velocidade de veículos – muitas vezes, chamado erroneamente de “radar” – possui dois sensores constituídos por laços de fios condutores embutidos no asfalto. Cada um dos laços corresponde a uma bobina. Quando o veículo passa pelo primeiro laço, a indutância da bobina é alterada e é detectada a passagem do veículo por essa bobina. Nesse momento, é acionada a contagem de tempo, que é interrompida quando da passagem do veículo pela segunda bobina. Com base nesse sistema, considere a seguinte situação: em uma determinada via, cuja velocidade limite é 60 km h, a distância entre as bobinas é de 3,0 m. Ao passar um veículo por esse “radar”, foi registrado um intervalo de tempo de passagem entre as duas bobinas de 200 ms. Assinale a alternativa que apresenta a velocidade determinada pelo sistema quando da passagem do veículo. a) 15 km h. b) 23,7 km h. c) 54 km h. d) 58,2 km h. e) 66,6 km h. 11. Por decisão da Assembleia Geral das Nações Unidas, em 2015 celebra-se o Ano Internacional da Luz, em reconhecimento à importância das tecnologias associadas à luz na promoção do desenvolvimento sustentável e na busca de soluções para os desafios globais nos campos da energia, educação, agricultura e saúde. Considere a velocidade da luz no vácuo igual a 83,0 10 m / s. Para percorrer a distância entre a Terra e a Lua, que é de 53,9 10 km, o tempo que a luz leva, em segundos, é de, aproximadamente, a) 0,0013. b) 0,77. c) 1,3. d) 11,7. e) 770. 12. Em uma viagem de carro com sua família, um garoto colocou em prática o que havia aprendido nas aulas de física. Quando seu pai ultrapassou um caminhão em um trecho reto da estrada, ele calculou a velocidade do caminhão ultrapassado utilizando um cronômetro. O garoto acionou o cronômetro quando seu pai alinhou a frente do carro com a traseira do caminhão e o desligou no instante em que a ultrapassagem terminou, com a traseira do carro alinhada com a frente do caminhão, obtendo 8,5 s para o tempo de ultrapassagem. Em seguida, considerando a informação contida na figura e sabendo que o comprimento do carro era 4m e que a velocidade do carro permaneceu constante e igual a 30 m / s, ele calculou a velocidade média do caminhão, durante a ultrapassagem, obtendo corretamente o valor a) 24 m / s. b) 21m / s. c) 22 m / s. d) 26 m / s. e) 28 m / s. 13. A figura abaixo mostra dois barcos que se deslocam em um rio em sentidos opostos. Suas velocidades são constantes e a distância entre eles, no instante t, é igual a 500 m. Nesse sistema, há três velocidades paralelas, cujos módulos, em relação às margens do rio, são: barco 1 barco 2 águas do rio | V | | V | 5m s; | V | 3m s. Estime, em segundos, o tempo necessário para ocorrer o encontro dos barcos, a partir de t. 14. Dois veículos, A e B, partem simultaneamente de uma mesma posição e movem-se no mesmo sentido ao longo de uma rodovia plana e retilínea durante 120 s. As curvas do gráfico representam, nesse intervalo de tempo, como variam suas velocidades escalares em função do tempo. Calcule: a) o módulo das velocidades escalares médias de A e de B, em m s, durante os 120 s. b) a distância entre os veículos, em metros, no instante t 60 s. 15. O gráfico a seguir descreve a velocidade de um carro durante um trajeto retilíneo. Com relação ao movimento, pode-se afirmar que o carro a) desacelera no intervalo entre 40 e 50 s. b) está parado no intervalo entre 20 e 40 s. c) inverte o movimento no intervalo entre 40 e 50 s. d) move-se com velocidade constante no intervalo entre 0 e 20 s. 16. Considere o gráfico abaixo, que representa a velocidade de um corpo em movimento retilíneo em função do tempo,e as afirmativas que seguem. I. A aceleração do móvel é de 21,0 m / s . II. A distância percorrida nos 10 s é de 50 m. III. A velocidade varia uniformemente, e o móvel percorre 10 m a cada segundo. IV. A aceleração é constante, e a velocidade aumenta 10 m / s a cada segundo. São verdadeiras apenas as afirmativas a) I e II. b) I e III. c) II e IV. d) I, III e IV. e) II, III e IV. 17. Uma esfera de borracha de tamanho desprezível é abandonada, de determinada altura, no instante t 0, cai verticalmente e, depois de 2 s, choca-se contra o solo, plano e horizontal. Após a colisão, volta a subir verticalmente, parando novamente, no instante T, em uma posição mais baixa do que aquela de onde partiu. O gráfico representa a velocidade da esfera em função do tempo, considerando desprezível o tempo de contato entre a esfera e o solo. Desprezando a resistência do ar e adotando 2g 10 m / s , calcule a perda percentual de energia mecânica, em J, ocorrida nessa colisão e a distância total percorrida pela esfera, em m, desde o instante t 0 até o instante T. 18. Considere um carro que se movimenta ao longo de uma pista retilínea. O gráfico abaixo descreve a velocidade do carro em função do tempo, segundo um observador em repouso sobre a calçada. Em relação a essa situação, assinale a alternativa correta. a) O movimento é uniformemente variado. b) O carro realiza um movimento retilíneo uniforme. c) Ao final do movimento (t 8s), o carro retorna à sua posição de origem (t 0). d) O carro está freando no intervalo 4s t 8s. e) Em t 4, o carro inverte o sentido do seu movimento. 19. Um veículo está se movendo ao longo de uma estrada plana e retilínea. Sua velocidade em função do tempo, para um trecho do percurso, foi registrada e está mostrada no gráfico abaixo. Considerando que em t 0 a posição do veículo s é igual a zero, assinale a alternativa correta para a sua posição ao final dos 45s. a) 330m. b) 480m. c) 700m. d) 715m. e) 804m. 20. Filas de trânsito são comuns nas grandes cidades, e duas de suas consequências são: o aumento no tempo da viagem e a irritação dos motoristas. Imagine que você está em uma pista dupla e enfrenta uma fila. Pensa em mudar para a fila da pista ao lado, pois percebe que, em determinado trecho, a velocidade da fila ao lado é 3 carros/min. enquanto que a velocidade da sua fila é 2 carros /min. Considere o comprimento de cada automóvel igual a 3 m. Assinale a alternativa correta que mostra o tempo, em min, necessário para que um automóvel da fila ao lado que está a 15m atrás do seu possa alcançá-lo. a) 2 b) 3 c) 5 d) 4 Lista de exercícios – Aula 03 1. Um automóvel parte do repouso em uma via plana, onde desenvolve movimento retilíneo uniformemente variado. Ao se deslocar 4,0 m a partir do ponto de repouso, ele passa por uma placa sinalizadora de trânsito e, 4,0 s depois, passa por outra placa sinalizadora 12 m adiante. Qual a aceleração desenvolvida pelo automóvel? a) 20,50 m s . b) 21,0 m s . c) 21,5 m s . d) 22,0 m s . e) 23,0 m s . 2. A demanda por trens de alta velocidade tem crescido em todo o mundo. Uma preocupação importante no projeto desses trens é o conforto dos passageiros durante a aceleração. Sendo assim, considere que, em uma viagem de trem de alta velocidade, a aceleração experimentada pelos passageiros foi limitada a maxa 0,09g, onde 2g 10 m / s é a aceleração da gravidade. Se o trem acelera a partir do repouso com aceleração constante igual a maxa , a distância mínima percorrida pelo trem para atingir uma velocidade de 1080 km / h corresponde a a) 10 km. b) 20 km. c) 50 km. d) 100 km. 3. Um móvel descreve um movimento retilíneo uniformemente acelerado. Ele parte da posição inicial igual a 40 m com uma velocidade de 30 m / s, no sentido contrário à orientação positiva da trajetória, e a sua aceleração é de 210 m / s no sentido positivo da trajetória. A posição do móvel no instante 4s é a) 0 m b) 40 m c) 80 m d) 100 m e) 240 m TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto e responda à(s) questão(ões). Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2.000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km / h, quando avistou uma carreta atravessada na pista. Transcorreu 1s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 210 m / s . 4. Sabendo-se que o automóvel parou e não colidiu com a carreta, pode-se afirmar que o intervalo de tempo transcorrido desde o instante em que o motorista avistou a carreta até o instante em que o automóvel parou completamente é, em segundos, a) 7,2. b) 3,5. c) 3,0. d) 2,5. e) 2,0. 5. Trens MAGLEV, que têm como princípio de funcionamento a suspensão eletromagnética, entrarão em operação comercial no Japão, nos próximos anos. Eles podem atingir velocidades superiores a 550km / h. Considere que um trem, partindo do repouso e movendo-se sobre um trilho retilíneo, é uniformemente acelerado durante 2,5 minutos até atingir 540km / h. Nessas condições, a aceleração do trem, em 2m / s , é a) 0,1. b) 1. c) 60. d) 150. e) 216. 6. Dois móveis, A e B, movendo-se em um plano horizontal, percorrem trajetórias perpendiculares, seguindo os eixos Ox e Oy, de acordo com as funções horárias Ax 18 3t e 2 By 18 9t 2t , com unidades de acordo com o Sistema Internacional de Unidades (S.I.). Esses móveis irão se encontrar no instante a) t 0,0s b) t 3,0s c) t 4,5s d) t 6,0s 7. Duas partículas, 1 e 2, se movem ao longo de uma linha horizontal, em rota de encontro com velocidades iniciais de módulos iguais a 1v 10m / s e 2v 14m / s e acelerações contrárias às suas velocidades de módulos 2 1a 1,0m / s e 2 2a 0,5m / s . Sabendo que o encontro entre elas ocorre, apenas, uma vez, o valor da separação inicial, d, entre as partículas vale a) 4m b) 8m c) 16m d) 96m e) 192m 8. Um paraquedista salta de um avião e cai livremente por uma distância vertical de 80m, antes de abrir o paraquedas. Quando este se abre, ele passa a sofrer uma desaceleração Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0847 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: vertical de 24m / s , chegando ao solo com uma velocidade vertical de módulo 2m / s. Supondo que, ao saltar do avião, a velocidade inicial do paraquedista na vertical era igual a zero e considerando 2g 10m / s , determine: a) O tempo total que o paraquedista permaneceu no ar, desde o salto até atingir o solo. b) A distância vertical total percorrida pelo paraquedista. 9. O cérebrohumano demora cerca de 0,36 segundos para responder a um estímulo. Por exemplo, se um motorista decide parar o carro, levará no mínimo esse tempo de resposta para acionar o freio. Determine a distância que um carro a 100 km/h percorre durante o tempo de resposta do motorista e calcule a aceleração média imposta ao carro se ele para totalmente em 5 segundos. 10. Muitos acidentes acontecem nas estradas porque o motorista não consegue frear seu carro antes de colidir com o que está à sua frente. Analisando as características técnicas, fornecidas por uma revista especializada, encontra-se a informação de que um determinado carro consegue diminuir sua velocidade, em média, 5,0 m / s a cada segundo. Se a velocidade inicial desse carro for 90,0 km / h (25,0 m / s), a dis- tância necessária para ele conseguir parar será de, aproximadamente, a) 18,5 m b) 25,0 m c) 31,5 m d) 45,0 m e) 62,5 m 11. Suponha que um automóvel de motor muito potente possa desenvolver uma aceleração média de módulo igual a 10 m/s2. Partindo do repouso, este automóvel poderia chegar à velocidade de 90 km/h num intervalo de tempo mínimo, em segundos, igual a: a) 2,0. b) 9,0. c) 2,5. d) 4,5. e) 3,0. 12. Um objeto desloca-se sob a ação de uma força constante, cujo sentido é contrário ao seu deslocamento, provocando uma aceleração a. Sabendo que esse objeto parte da posição inicial 0x 10 m, possui velocidade inicial de 1m / s e gasta, no máximo, 10 s para passar pela posição 1x 0, conclui-se que o valor máximo da aceleração a, em 2m / s , é: a) 0 b) 1 c) 2 5 d) 4 5 e) 10 13. O desrespeito às leis de trânsito, principalmente àquelas relacionadas à velocidade permitida nas vias públicas, levou os órgãos regulamentares a utilizarem meios eletrônicos de fiscalização: os radares capazes de aferir a velocidade de um veículo e capturar sua imagem, comprovando a infração ao Código de Trânsito Brasileiro. Suponha que um motorista trafegue com seu carro à velocidade constante de 30 m/s em uma avenida cuja velocidade regulamentar seja de 60 km/h. A uma distância de 50 m, o motorista percebe a existência de um radar fotográfico e, bruscamente, inicia a frenagem com uma desaceleração de 5 m/s2. Sobre a ação do condutor, é correto afirmar que o veículo a) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 50 km/h. b) não terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 60 km/h. c) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 64 km/h. d) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 66 km/h. e) terá sua imagem capturada, pois passa pelo radar com velocidade de 72 km/h. 14. Um trem bala, viajando a 396 km / h, tem a sua frente emparelhada com o início de um túnel de 80 m de comprimento (ver figura). Nesse exato momento, o trem desacelera a uma taxa de 25 m / s . Sabendo-se que o trem mantém essa desaceleração por todo o tempo em que atravessa completamente o túnel e que o mesmo possui 130 m de comprimento, é correto dizer que o trem irá gastar, para ultrapassá-lo totalmente, um tempo, em segundos, igual a: a) 3,6 b) 2,0 c) 6,0 d) 1,8 e) 2,4 15. Uma onça está à espreita a 10 m a leste de uma mangueira. No instante t 0,0 s, a onça começa a perseguir uma anta que está a 40 m a leste da mangueira. Um vídeo mostra que durante os 3,0 s iniciais do ataque, a coordenada x da onça varia de acordo com a equação 2x 10,0 (4,0)t . Sobre o movimento da onça, leia e analise as seguintes afirmações: I. O deslocamento da onça durante o intervalo entre 1t 1,0 s e 2t 3,0 s foi 32 m. II. O movimento da onça foi retilíneo e uniforme. III. A aceleração da onça nesse intervalo de tempo foi de 28,0 m s . IV. A velocidade da onça no instante de 2,0 s foi de 8,0 m s. Assinale a alternativa CORRETA. a) Apenas as afirmações I e II são verdadeiras. b) Apenas as afirmações I e III são verdadeiras. c) Apenas a afirmação I é verdadeira. d) Apenas as afirmações I e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmações são verdadeiras. 16. Dois móveis A e B deslocam-se em uma trajetória retilínea, com acelerações constantes e positivas. Considerando que a velocidade inicial de A é menor do que a de B A B(v v ) e que a aceleração de A é maior do que a de B A B(a a ), analise os gráficos a seguir. O gráfico que melhor representa as características mencionadas é o: a) A. b) B. c) C. d) D. e) E. 17. Em uma prova de atletismo, um corredor, que participa da prova de 100 m rasos, parte do repouso, corre com aceleração constante nos primeiros 50 m e depois mantém a velocidade constante até o final da prova. Sabendo que a prova foi completada em 10 s, calcule o valor da aceleração, da velocidade atingida pelo atleta no final da primeira metade da prova e dos intervalos de tempo de cada percurso. Apresente os cálculos. 18. O gráfico abaixo representa a variação da velocidade dos carros A e B que se deslocam em uma estrada. Determine as distâncias percorridas pelos carros A e B durante os primeiros cinco segundos do percurso. Calcule, também, a aceleração do carro A nos dois primeiros segundos. 19. Uma partícula se move ao longo do eixo x de modo que sua posição é descrita por 2x t 10,0 2,0t 3,0t , onde o tempo está em segundos e a posição, em metros. Calcule o módulo da velocidade média, em metros por segundo, no intervalo entre t 1,0 s e t 2,0 s. 20. Um trem de brinquedo, com velocidade inicial de 2 cm/s, é acelerado durante 16 s. O comportamento da aceleração nesse intervalo de tempo é mostrado no gráfico a seguir. Calcule, em cm/s, a velocidade do corpo imediatamente após esses 16 s. Lista de exercícios – Aulas 04 e 05 1. A figura abaixo exibe uma bola que é abandonada de uma rampa curva de 1,25 m de altura que está sobre uma mesa nas proximidades da Terra. Após liberada, a bola desce pela rampa, passa pelo plano horizontal da mesa e toca o solo 1,00 s após passar pela borda. Desprezando-se qualquer tipo de atrito, avalie as afirmações a seguir e assinale (V) para as verdadeiras, ou (F) para as falsas. ( ) O alcance horizontal da bola a partir da saída da mesa é de 5,00 metros. ( ) Abandonado-se a bola a partir do repouso da borda da mesa, o tempo de queda até o solo é também de 1,00 s. ( ) Para se calcular o tempo de queda da bola a partir da saída da mesa, é necessário conhecer a massa da bola. ( ) Para se calcular o alcance da bola a partir da saída da mesa, é necessário conhecer a altura da mesa. A sequência correta encontrada é a) F, F, V, V. b) V, V, F, F. c) F, V, F, V. d) V, F, V, F. 2. Considere a figura abaixo, na qual Michele utiliza uma bola de tênis para brincar com seu cãozinho, Nonô. Nesta situação, Michele arremessa a bola na direção horizontal para que Nonô corra em sua direção e a pegue. Ao ser arremessada, a bola sai da mão de Michele a uma velocidade de 14,4 km h e uma altura de 1,80 m do chão. Nesse instante, Nonô encontra-se junto aos pés de sua dona. Dadas estas condições, o tempo máximo que Nonô terá para pegar a bola, antes que a mesma toque o chão pela primeira vez,é (Despreze o atrito da bola com o ar e considere a aceleração da gravidade com o valor 2g 10 m s ). a) 0,375 s. b) 0,6 s. c) 0,75 s. d) 0,25 s. e) 1,0 s. 3. Uma bola é lançada com velocidade horizontal de 2,5 m / s do alto de um edifício e alcança o solo a 5,0 m da base do mesmo. Despreze efeitos de resistência do ar e indique, em metros, a altura do edifício. Considere: 2g 10 m / s a) 10 b) 2,0 c) 7,5 d) 20 e) 12,5 4. O puma é um animal que alcança velocidade de até 18 m / s e pode caçar desde roedores e coelhos até animais maiores como alces e veados. Considere um desses animais que deseja saltar sobre sua presa, neste caso um pequeno coelho, conforme a figura. O puma chega ao ponto A com velocidade horizontal de 5 m / s e se lança para chegar à presa que permanece imóvel no ponto B. Desconsiderando a resistência do ar e adotando 2g 10 m / s , a alternativa correta é: a) O puma não vai cair sobre a presa, pois vai tocar o solo a 20 cm antes da posição do coelho. b) O puma cairá exatamente sobre o coelho, alcançando sua presa. c) O puma vai chegar ao solo, no nível do coelho, após 0,5 s do início de seu salto. d) O puma vai cair 30 cm a frente do coelho, dando possibilidade da presa escapar. 5. Uma esfera é lançada com velocidade horizontal constante de módulo v=5 m/s da borda de uma mesa Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0847 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: horizontal. Ela atinge o solo num ponto situado a 5 m do pé da mesa conforme o desenho abaixo. Desprezando a resistência do ar, o módulo da velocidade com que a esfera atinge o solo é de: Dado: Aceleração da gravidade: g=10 m/s2 a) 4 m / s b) 5 m / s c) 5 2 m / s d) 6 2 m / s e) 5 5 m / s 6. Da parte superior de um caminhão, a 5,0 metros do solo, o funcionário 1 arremessa, horizontalmente, caixas para o funcionário 2, que se encontra no solo para pegá-las. Se cada caixa é arremessada a uma velocidade de 8,0 m/s, da base do caminhão, deve ficar o funcionário 2, a uma distância de Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s2 e despreze as dimensões da caixa e dos dois funcionários. a) 4,0 m. b) 5,0 m. c) 6,0 m. d) 7,0 m. e) 8,0 m. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Um trem em alta velocidade desloca-se ao longo de um trecho retilíneo a uma velocidade constante de 108 km/h. Um passageiro em repouso arremessa horizontalmente ao piso do vagão, de uma altura de 1 m, na mesma direção e sentido do deslocamento do trem, uma bola de borracha que atinge esse piso a uma distância de 5 m do ponto de arremesso. 7. Se a bola fosse arremessada na mesma direção, mas em sentido oposto ao do deslocamento do trem, a distância, em metros, entre o ponto em que a bola atinge o piso e o ponto de arremesso seria igual a: a) 0 b) 5 c) 10 d) 15 8. O intervalo de tempo, em segundos, que a bola leva para atingir o piso é cerca de: a) 0,05 b) 0,20 c) 0,45 d) 1,00 9. Do alto de uma montanha em Marte, na altura de 740 m em relação ao solo horizontal, é atirada horizontalmente uma pequena esfera de aço com velocidade de 30 m/s. Na superfície deste planeta a aceleração gravitacional é de 3,7 m/s2. A partir da vertical do ponto de lançamento, a esfera toca o solo numa distância de, em metros, a) 100 b) 200 c) 300 d) 450 e) 600 10. Um naturalista, na selva tropical, deseja capturar um macaco de uma espécie em extinção, dispondo de uma arma carregada com um dardo tranquilizante. No momento em que ambos estão a 45 m acima do solo, cada um em uma árvore, o naturalista dispara o dardo. O macaco, astuto, na tentativa de escapar do tiro se solta da árvore. Se a distância entre as árvores é de 60m, a velocidade mínima do dardo, para que o macaco seja atingido no instante em que chega ao solo, vale em m/s: Adote g = 10 m/s2. a) 45 b) 60 c) 10 d) 20 e) 30 11. Em um experimento escolar, um aluno deseja saber o valor da velocidade com que uma esfera é lançada horizontalmente, a partir de uma mesa. Para isso, mediu a altura da mesa e o alcance horizontal atingido pela esfera, encontrando os valores mostrados na figura. A partir dessas informações e desprezando as influências do ar, o aluno concluiu corretamente que a velocidade de lançamento da esfera, em m/s, era de a) 3,1 b) 3,5 c) 5,0 d) 7,0 e) 9,0 12. Uma bola de massa 1kg é chutada a 12 m s, a partir do solo, formando um ângulo de 45 com a horizontal. Ao atingir o ponto mais alto de sua trajetória, a bola colide e adere a um balde de massa 2 kg, que se encontra em repouso na extremidade de uma plataforma plana e horizontal, conforme mostra a figura. Considerando a aceleração da gravidade 210 m s , 2 1,4 e a resistência do ar desprezível, determine: a) a altura máxima, em metros, atingida pela bola. b) a velocidade da bola, em m s, imediatamente antes e depois da colisão totalmente inelástica com o balde. 13. Um projétil é lançado obliquamente, a partir de um solo plano e horizontal, com uma velocidade que forma com a horizontal um ângulo α e atinge a altura máxima de 8,45 m. Sabendo que, no ponto mais alto da trajetória, a velocidade escalar do projétil é 9,0 m / s, pode-se afirmar que o alcance horizontal do lançamento é: Dados: intensidade da aceleração da gravidade 2g 10 m / s despreze a resistência do ar a) 11,7 m b) 17,5 m c) 19,4 m d) 23,4 m e) 30,4 m 14. Durante um jogo de futebol, um goleiro chuta uma bola fazendo um ângulo de 30 com relação ao solo horizontal. Durante a trajetória, a bola alcança uma altura máxima de 5,0 m. Considerando que o ar não interfere no movimento da bola, qual a velocidade que a bola adquiriu logo após sair do contato do pé do goleiro? Use 2g 10 m s . a) 5 m s. b) 10 m s. c) 20 m s. d) 25 m s. e) 50 m s. 15. O goleiro de um time de futebol bate um “tiro de meta” e a bola sai com velocidade inicial de módulo 0V igual a 20 m / s, formando um ângulo de 45 com a horizontal. O módulo da aceleração gravitacional local é igual a 210 m / s . Desprezando a resistência do ar e considerando que sen 45 2 2; cos 45 2 2; tg 45 1 e 2 1,4, é correto afirmar que: a) a altura máxima atingida pela bola é de 20,0 m. b) o tempo total em que a bola permanece no ar é de 4 s. c) a velocidade da bola é nula, ao atingir a altura máxima. d) a bola chega ao solo com velocidade de módulo igual a 10 m / s. e) a velocidade da bola tem módulo igual a 14 m / s ao atingir a altura máxima. 16. Na figura abaixo, está representada a trajetória de um projétil lançado no campo gravitacional terrestre, com inclinação em relação ao solo. A velocidade de lançamento é 0 0x 0yv v v , onde 0xv e 0yv são, respectivamente, as componentes horizontal e vertical da velocidade 0v .Assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas do enunciado abaixo, na ordem em que aparecem. Considerando a energia potencial gravitacional igual a zero no solo e desprezando a resistência do ar, as energias cinética e potencial do projétil, no ponto mais alto da trajetória, valem, respectivamente, __________ e __________. a) 2 0zero mv 2 b) 2 0xzero mv 2 c) 2 2 0 0ymv 2 mv 2 d) 2 2 0x 0ymv 2 mv 2 e) 2 2 0y 0xmv 2 mv 2 Lista de exercícios – Aulas 06 e 07 1. O airbag e o cinto de segurança são itens de segurança presentes em todos os carros novos fabricados no Brasil. Utilizando os conceitos da Primeira Lei de Newton, de impulso de uma força e variação da quantidade de movimento, analise as proposições. I. O airbag aumenta o impulso da força média atuante sobre o ocupante do carro na colisão com o painel, aumentando a quantidade de movimento do ocupante. II. O airbag aumenta o tempo da colisão do ocupante do carro com o painel, diminuindo assim a força média atuante sobre ele mesmo na colisão. III. O cinto de segurança impede que o ocupante do carro, em uma colisão, continue se deslocando com um movimento retilíneo uniforme. IV. O cinto de segurança desacelera o ocupante do carro em uma colisão, aumentando a quantidade de movimento do ocupante. Assinale a alternativa correta. a) Somente as afirmativas I e IV são verdadeiras. b) Somente as afirmativas II e III são verdadeiras. c) Somente as afirmativas I e III são verdadeiras. d) Somente as afirmativas II e IV são verdadeiras. e) Todas as afirmativas são verdadeiras. 2. A imagem mostra um garoto sobre um skate em movimento com velocidade constante que, em seguida, choca-se com um obstáculo e cai. A queda do garoto justifica-se devido à(ao) a) princípio da inércia. b) ação de uma força externa. c) princípio da ação e reação. d) força de atrito exercida pelo obstáculo. 3. Considere as afirmações sob a luz da 2ª lei de Newton. I. Quando a aceleração de um corpo é nula, a força resultante sobre ele também é nula. II. Para corpos em movimento circular uniforme, não se aplica a 2ª lei de Newton. III. Se uma caixa puxada por uma força horizontal de intensidade F = 5N deslocar-se sobre uma mesa com velocidade constante, a força de atrito sobre a caixa também tem intensidade igual a 5 N. Está(ão) correta(s): a) apenas III. b) apenas II. c) apenas I. d) I e III. e) II e III. 4. Ao saltar de paraquedas, os paraquedistas são acelerados durante um intervalo de tempo, podendo chegar a velocidades da ordem de 200 km/h, dependendo do peso e da área do seu corpo. Quando o paraquedas abre, o conjunto (paraquedas e paraquedista) sofre uma força contrária ao movimento, capaz de desacelerar até uma velocidade muito baixa permitindo uma aterrissagem tranquila. Assinale a soma da(s) proposição(ões) CORRETA(S). 01) A aceleração resultante sobre o paraquedista é igual à aceleração da gravidade. 02) Durante a queda, a única força que atua sobre o paraquedista é a força peso. 04) O movimento descrito pelo paraquedista é um movimento com velocidade constante em todo o seu trajeto. 08) Próximo ao solo, com o paraquedas aberto, já com velocidade considerada constante, a força resultante sobre o conjunto (paraquedas e paraquedista) é nula. 16) Próximo ao solo, com o paraquedas aberto, já com velocidade considerada constante, a força resultante sobre o conjunto (paraquedas e paraquedista) não pode ser nula; caso contrário, o conjunto (paraquedas e paraquedista) não poderia aterrissar. 32) A força de resistência do ar é uma força variável, pois depende da velocidade do conjunto (paraquedas e paraquedista). Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0847 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: 5. Ao analisar a situação representada na tirinha acima, quando o motorista freia subitamente, o passageiro a) mantém-se em repouso e o para-brisa colide contra ele. b) tende a continuar em movimento e colide contra o para- brisa. c) é empurrado para frente pela inércia e colide contra o para-brisa. d) permanece junto ao banco do veículo, por inércia, e o para-brisa colide contra ele. 6. Associe a Coluna I (Afirmação) com a Coluna II (Lei Física). Coluna I – Afirmação 1. Quando um garoto joga um carrinho, para que ele se desloque pelo chão, faz com que este adquira uma aceleração. 2. Uma pessoa tropeça e cai batendo no chão. A pessoa se machuca porque o chão bate na pessoa. 3. Um garoto está andando com um skate, quando o skate bate numa pedra parando. O garoto é, então, lançado para frente. Coluna II – Lei Física ( ) 3ª Lei de Newton (Lei da Ação e Reação). ( ) 1ª Lei de Newton (Lei da Inércia). ( ) 2ª Lei de Newton (F m a). A ordem correta das respostas da Coluna II, de cima para baixo, é: a) 1, 2 e 3. b) 3, 2 e 1. c) 1, 3 e 2. d) 2, 3 e 1. e) 3, 1 e 2. 7. No interior de um avião que se desloca horizontalmente em relação ao solo, com velocidade constante de 1000 km/h, um passageiro deixa cair um copo. Observe a ilustração abaixo, na qual estão indicados quatro pontos no piso do corredor do avião e a posição desse passageiro. O copo, ao cair, atinge o piso do avião próximo ao ponto indicado pela seguinte letra: a) P b) Q c) R d) S 8. Na preparação para a competição “O Homem mais Forte do Mundo”, um dedicado atleta improvisa seu treinamento, fazendo uso de cordas resistentes, de dois cavalos do mesmo porte e de uma árvore. As modalidades de treinamento são apresentadas nas figuras ao lado, onde são indicadas as tensões nas cordas que o atleta segura. Suponha que os cavalos exerçam forças idênticas em todas as situações, que todas as cordas estejam na horizontal, e considere desprezíveis a massa das cordas e o atrito entre o atleta e o chão. Assinale, dentre as alternativas abaixo, aquela que descreve as relações entre as tensões nas cordas quando os conjuntos estão em equilíbrio. a) TA1 = TA2 = TB1 = TB2 = TC1 = TC2 b) (TA1 = TA2) < (TB1 = TB2) < (TC1 = TC2) c) (TA2 = T B1 = TB2) < TC2 < (TA1 = TC1) d) (TA1 = TA2 = T B1 = TB2) < (TC1 = TC2) e) (TA1 = TC1) < (TA2 = TB2 = T B1) < TC2 9. Belém tem sofrido com a carga de tráfego em suas vias de trânsito. Os motoristas de ônibus fazem frequentemente verdadeiros malabarismos, que impõem desconforto aos usuários devido às forças inerciais. Se fixarmos um pêndulo no teto do ônibus, podemos observar a presença de tais forças. Sem levar em conta os efeitos do ar em todas as situações hipotéticas, ilustradas abaixo, considere que o pêndulo está em repouso com relação ao ônibus e que o ônibus move-se horizontalmente. Sendo v a velocidade do ônibus e a sua aceleração, a posição do pêndulo está ilustrada corretamente a) na situação (I). b) nas situações (II) e (V). c) nas situações (II) e (IV). d) nas situações (III) e (V). e) nas situações (III) e (IV). 10. Um helicóptero transporta, preso por uma corda, um pacote de massa 100 kg. O helicóptero está subindo com aceleração constante vertical e para cima de 20,5 m s . Se a aceleração da gravidade no local vale 210 m s , a tração na corda, em newtons, que sustenta o pesovale a) 1.500 b) 1.050 c) 500 d) 1.000 e) 950 11. Um homem foi ao mercado comprar 2 kg de arroz, 1kg de feijão e 2 kg de açúcar. Quando saiu do caixa utilizou uma barra de PVC para facilitar no transporte da sacola (figura 1). Quando chegou em casa reclamou para a mulher que ficou cansado, pois a sacola estava pesada. Tentando ajudar o marido, a esposa comentou que ele deveria na próxima vez trazer a sacola com as alças nas extremidades da barra de PVC (figura 2), pois assim faria menos força. Na semana seguinte, o homem foi ao mercado e comprou os mesmos produtos e carregou a sacola como a esposa havia aconselhado. A alternativa correta sobre a conclusão do homem é: a) Minha esposa está certa, pois a sacola continua com o mesmo peso da semana passada, no entanto, eu estou fazendo menos força para suportá-la. b) Minha esposa está errada, pois a sacola continua com o mesmo peso da semana passada e eu continuo fazendo a mesma força para suportá-la. c) Minha esposa está certa, pois estou fazendo menos força para suportar a sacola porque ela ficou mais leve. d) Minha esposa está errada, pois a sacola ficou mais pesada do que a da semana passada e eu estou fazendo mais força para suportá-la. 12. O peso de um corpo depende basicamente da sua massa e da aceleração da gravidade em um local. A tirinha a seguir mostra que o Garfield está tentando utilizar seus conhecimentos de Física para enganar o seu amigo. De acordo com os princípios da Mecânica, se Garfield for para esse planeta: a) ficará mais magro, pois a massa depende da aceleração da gravidade. b) ficará com um peso maior. c) não ficará mais magro, pois sua massa não varia de um local para outro. d) ficará com o mesmo peso. e) não sofrerá nenhuma alteração no seu peso e na sua massa. 13. Um trem, durante os primeiros minutos de sua partida, tem o módulo de sua velocidade dado por v 2t, onde t é o tempo em segundos e v a velocidade, em m s. Considerando que um dos vagões pese 33 10 kg, qual o módulo da força resultante sobre esse vagão, em newtons? a) 3000. b) 6000. c) 1500. d) 30000. 14. Duas forças perpendiculares entre si e de módulo 3,0 N e 4,0 N atuam sobre um objeto de massa 10 kg. Qual é o módulo da aceleração resultante no objeto, em 2m / s ? a) 0,13 b) 0,36 c) 0,50 d) 2,0 e) 5,6 15. Uma força horizontal constante é aplicada num corpo de massa 3kg que se encontra sobre uma mesa cuja superfície é formada por duas regiões: com e sem atrito. Considere que o corpo realiza um movimento retilíneo e uniforme na região com atrito cujo coeficiente de atrito dinâmico é igual a 0,2 e se dirige para a região sem atrito. A aceleração adquirida pelo corpo ao entrar na região sem atrito é igual a (Considere: 2g 10m / s . ) a) 22m / s . b) 24m / s . c) 26m / s . d) 28m / s . 16. Um elevador, durante os dois primeiros segundos de sua subida, sofre uma aceleração vertical para cima e de módulo 21m s . Sabe-se que também age sobre o elevador a força da gravidade, cuja aceleração associada é 210m s . Durante esses dois primeiros segundos do movimento, a aceleração resultante no elevador é, em 2m s , a) 1. b) 10. c) 9. d) 11. 17. Um professor utiliza essa história em quadrinhos para discutir com os estudantes o movimento de satélites. Nesse sentido, pede a eles que analisem o movimento do coelhinho, considerando o módulo da velocidade constante. Desprezando a existência de forças dissipativas, o vetor aceleração tangencial do coelhinho, no terceiro quadrinho, é a) nulo. b) paralelo à sua velocidade linear e no mesmo sentido. c) paralelo à sua velocidade linear e no sentido oposto. d) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para o centro da Terra. e) perpendicular à sua velocidade linear e dirigido para fora da superfície da Terra. 18. Suponha dois vetores que representam forças cujos módulos são de 12 N e 16 N e que o ângulo entre eles é de 60°. O módulo do vetor resultante do produto vetorial entre estes dois vetores é, aproximadamente, (Considere sen(60°) = 0,87 e cos(60°) = 0,50) a) 20 N. b) 28 N. c) 96 N. d) 167 N. e) 192 N. 19. Se cada quadrado, na figura abaixo, tem lado 1, é correto afirmar-se que o vetor resultante mede a) 20. b) 20 2. c) 5 2. d) 10 2. e) 10. 20. A imagem abaixo ilustra uma bola de ferro após ser disparada por um canhão antigo. Desprezando-se a resistência do ar, o esquema que melhor representa as forças que atuam sobre a bola de ferro é: a) b) c) d) 21. Um objeto de 3,10kg é liberado por um astronauta, a partir do repouso, e cai em direção à superfície do planeta Marte. Calcule a força peso em Newtons atuando sobre o objeto, expressando o resultado com o número de algarismos significativos apropriado. Considere a aceleração da gravidade 2 Marteg 3,69m s . a) 31,0 b) 11,439 c) 11,44 d) 11,4 e) 6,79 Lista de exercícios – Aulas 08 e 09 1. Sobre uma caixa de massa 120 kg, atua uma força horizontal constante F de intensidade 600 N. A caixa encontra-se sobre uma superfície horizontal em um local no qual a aceleração gravitacional é 210 m s . Para que a aceleração da caixa seja constante, com módulo igual a 22 m s . e tenha a mesma orientação da força F, o coeficiente de atrito cinético entre a superfície e a caixa deve ser de a) 0,1 b) 0,2 c) 0,3 d) 0,4 e) 0,5 2. Um garoto de 40 kg está sentado, em repouso, dentro de uma caixa de papelão de massa desprezível, no alto de uma rampa de 10 m de comprimento, conforme a figura. Para que ele desça a rampa, um amigo o empurra, imprimindo-lhe uma velocidade de 1m / s no ponto A, com direção paralela à rampa, a partir de onde ele escorrega, parando ao atingir o ponto D. Sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre a caixa e a superfície, em todo o percurso AD, é igual a 0,25, que sen 0,6,θ cos 0,8,θ 2g 10 m / s e que a resistência do ar ao movimento pode ser desprezada, calcule: a) o módulo da força de atrito, em N, entre a caixa e a rampa no ponto B. b) a distância percorrida pelo garoto, em metros, desde o ponto A até o ponto D. TEXTO PARA AS PRÓXIMAS 2 QUESTÕES: Utilize o enunciado e o gráfico abaixo para responder à(s) questão(ões). Na figura abaixo, um bloco de massa m é colocado sobre um plano inclinado, sem atrito, que forma um ângulo α com a direção horizontal. Considere g o módulo da aceleração da gravidade. 3. O módulo da força resultante sobre o bloco é igual a a) mg cos .α b) mg sen .α c) mg tan .α d) mg. e) zero. 4. Nessa situação, os módulos da força peso do bloco e da força normal sobre o bloco valem, respectivamente, a) mg e mg. b) mg e mg sen .α c) mg e mg cos .α d) mg senα e mg. e) mg cosα e mg sen .α 5. Um bloco metálico de massa 2,0 kg é lançado com velocidade de 4,0 m /s a partir da borda de um trilho horizontal de comprimento 1,5 m e passa a deslizar sobre esse trilho. O coeficiente de atrito cinético entre as superfícies vale 0,2. Cada vez que colide com as bordas, o disco inverte seu movimento, mantendo instantaneamente o módulo de sua velocidade. Quantas vezes o disco cruza totalmente o trilho, antes de parar? Considere: 2g 10 m / s a) 0 b) 1 c) 2 d) 3 e) 4 6. Uma caixa de massa 1m 1,0 kg está apoiada sobre uma caixa de massa 2m 2,0 kg, que se encontra sobre uma superfície horizontal sem atrito. Existe atrito entre as duas caixas. Uma força F horizontal constante é aplicada sobre a caixa de baixo, que entra em movimento com Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0847 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: aceleração de 22,0 m / s . Observa-se que a caixa de cima não se move em relação à caixa de baixo. O módulo da força F, em newtons, é: a) 6,0 b) 2,0 c) 4,0 d) 3,0 e) 1,5 7. Um bloco B de massa 400g está apoiado sobre um bloco A de massa 800g, o qual está sobre uma superfície horizontal. Os dois blocos estão unidos por uma corda inextensível e sem massa, que passa por uma polia presa na parede, conforme ilustra abaixo. O coeficiente de atrito cinético entre os dois blocos e entre o bloco A e a superfície horizontal é o mesmo e vale 0,35. Considerando a aceleração da gravidade igual a 210m / s e desprezando a massa da polia, assinale a alternativa correta para o módulo da força F necessária para que os dois blocos se movam com velocidade constante. a) 1,4N. b) 4,2N. c) 7,0N. d) 8,5N. e) 9,3N. 8. Dois blocos, 1 e 2, são arranjados de duas maneiras distintas e empurrados sobre uma superfície sem atrito, por uma mesma força horizontal F. As situações estão representadas nas figuras I e II abaixo. Considerando que a massa do bloco 1 é 1m e que a massa do bloco 2 é 2 1m 3m , a opção que indica a intensidade da força que atua entre blocos, nas situações I e II, é, respectivamente, a) F / 4 e F / 4. b) F / 4 e 3F / 4. c) F / 2 e F / 2. d) 3F / 4 e F / 4. e) F e F. 9. O sistema abaixo está em equilíbrio. A razão 1 2 T T entre as intensidades das trações nos fios ideais 1 e 2 vale a) 2 5 b) 2 3 c) 3 2 d) 5 2 10. Um bloco de gelo se encontra em repouso no alto de uma rampa sem atrito, sendo sustentado por uma força horizontal F de módulo 11,6 N, como mostrado na figura. Dados: 2g 10m s sen 30 0,50 cos 30 0,87 a) Calcule a massa do bloco de gelo. b) Considere agora que a força F deixe de atuar. Calcule a velocidade com que o bloco chegaria à base da rampa, após percorrer os 6,4 m de sua extensão. 11. O sistema a seguir apresenta aceleração de 22m / s e a tração no fio é igual a 72N. Considere que a massa de A é maior que a massa de B, o fio é inextensível e não há atrito na polia. A diferença entre as massas desses dois corpos é igual a (Considere 2g 10m / s . ) a) 1kg. b) 3kg. c) 4kg. d) 6kg. 12. Na figura abaixo, o fio inextensível que une os corpos A e B e a polia têm massas desprezíveis. As massas dos corpos são mA = 4,0 kg e mB = 6,0 kg. Desprezando-se o atrito entre o corpo A e a superfície, a aceleração do conjunto, em m/s2, é de (Considere a aceleração da gravidade 10,0 m/s2) a) 4,0. b) 6,0. c) 8,0. d) 10,0. e) 12,0. 13. Ao montar o experimento abaixo no laboratório de Física, observa-se que o bloco A, de massa 3 kg, cai com aceleração de 22,4 m s , e que a mola ideal, de constante elástica 1240 N m, que suspende o bloco C, está distendida de 2 cm. O coeficiente de atrito entre o bloco B e o plano inclinado é 0,4. Um aluno determina acertadamente a massa do bloco B como sendo Adote: 2g 10 m / s , cos 37 sen 53 0,8 cos 53 sen 37 0,6 a) 1,0 kg b) 2,0 kg c) 2,5 kg d) 4,0 kg e) 5,0 kg 14. Na figura abaixo, a mola M, os fios e a polia possuem inércia desprezível e o coeficiente de atrito estático entre o bloco B, de massa 2,80 kg, e o plano inclinado é 0,50.μ O sistema ilustrado se encontra em equilíbrio e representa o instante em que o bloco B está na iminência de entrar em movimento descendente. Sabendo-se que a constante elástica da mola é k 350 N m, nesse instante, a distensão da mola M, em relação ao seu comprimento natural é de Dados: 2g 10 m / s , sen 0,80 e cos 0,60θ θ a) 0,40 cm b) 0,20 cm c) 1,3 cm d) 2,0 cm e) 4,0 cm 15. Sobre uma superfície sem atrito, há um bloco de massa m1 = 4,0 kg sobre o qual está apoiado um bloco menor de massa m2 = 1,0 kg. Uma corda puxa o bloco menor com uma força horizontal F de módulo 10 N, como mostrado na figura abaixo, e observa-se que nesta situação os dois blocos movem-se juntos. A força de atrito existente entre as superfícies dos blocos vale em Newtons: a) 10 b) 2,0 c) 40 d) 13 e) 8,0 16. Um jovem aluno de física, atendendo ao pedido de sua mãe para alterar a posição de alguns móveis da residência, começou empurrando o guarda-roupa do seu quarto, que tem 200 kg de massa. A força que ele empregou, de intensidade F, horizontal, paralela à superfície sobre a qual o guarda-roupa deslizaria, se mostrou insuficiente para deslocar o móvel. O estudante solicitou a ajuda do seu irmão e, desta vez, somando à sua força uma outra força igual, foi possível a mudança pretendida. O estudante, desejando compreender a situação- problema vivida, levou-a para sala de aula, a qual foi tema de discussão. Para compreendê-la, o professor apresentou aos estudantes um gráfico, abaixo, que relacionava as intensidades da força de atrito (fe, estático, e fc, cinético) com as intensidades das forças aplicadas ao objeto deslizante. Com base nas informações apresentadas no gráfico e na situação vivida pelos irmãos, em casa, é correto afirmar que a) o valor da força de atrito estático é sempre maior do que o valor da força de atrito cinético entre as duas mesmas superfícies. b) a força de atrito estático entre o guarda-roupa e o chão é sempre numericamente igual ao peso do guarda-roupa. c) a força de intensidade F, exercida inicialmente pelo estudante, foi inferior ao valor da força de atrito cinético entre o guarda-roupa e o chão. d) a força resultante da ação dos dois irmãos conseguiu deslocar o guarda-roupa porque foi superior ao valor máximo da força de atrito estático entre o guarda-roupa e o chão. e) a força resultante da ação dos dois irmãos conseguiu deslocar o guarda-roupa porque foi superior à intensidade da força de atrito cinético entre o guarda- roupa e o chão. 17. No resgate dos mineirosdo Chile, em 2010, foi utilizada uma cápsula para o transporte vertical de cada um dos enclausurados na mina de 700 metros de profundidade. Considere um resgate semelhante ao feito naquele país, porém a 60 metros de profundidade, tendo a cápsula e cada resgatado um peso total de 45 10 N. O cabo que sustenta a cápsula não pode suportar uma força que exceda 47,5 10 N. Adote 2g 10 m s para o local do resgate. Esse movimento tem aceleração máxima no primeiro trecho e, a seguir, movimento retardado, com o motor desligado, até o final de cada ascensão. a) Qual deve ter sido o menor tempo para cada ascensão do elevador? b) Calcule a potência máxima que o motor deve ter desenvolvido em cada resgate. 18. Na figura, os blocos A e B, com massas iguais a 5 e 20 kg, respectivamente, são ligados por meio de um cordão inextensível. Desprezando-se as massas do cordão e da roldana e qualquer tipo de atrito, a aceleração do bloco A, em m/s2, é igual a a) 1,0. b) 2,0. c) 3,0. d) 4,0. 19. Um elevador possui massa de 1500 kg. Considerando a aceleração da gravidade igual a 210 m s , a tração no cabo do elevador, quando ele sobe vazio, com uma aceleração de 23 m s , é de: a) 4500 N b) 6000 N c) 15500 N d) 17000 N e) 19500 N 20. Dois blocos idênticos, de peso 10 N, cada, encontram- se em repouso, como mostrado na figura a seguir. O plano inclinado faz um ângulo θ = 37° com a horizontal, tal que são considerados sen(37°) = 0,6 e cos(37°) = 0,8. Sabe-se que os respectivos coeficientes de atrito estático e cinético entre o bloco e o plano inclinado valem eμ = 0,75 e cμ = 0,25. O fio ideal passa sem atrito pela polia. Qual é o módulo da força de atrito entre o bloco e o plano inclinado? a) 1 N b) 4 N c) 7 N d) 10 N e) 13 N Lista de exercícios – Aula 10 1. Em um experimento de Física um carrinho de massa 1kg desce uma mini montanha-russa passando pelos pontos A, B, C e D, conforme a figura. Suas velocidades estão indicadas e as alturas dos pontos A, B, C e D são 5 m, 4 m, 3 m e 2 m, respectivamente. Verifique quais das suposições levantadas estão corretas. l. A energia mecânica do carrinho não se conserva ao longo do trajeto de A até D e o trabalho das forças dissipativas de A até B vale 10 J. ll. A energia potencial do carrinho não é a mesma nos pontos A, B, C e D, porém, sua quantidade de movimento é a mesma nesses pontos. Ill. A energia mecânica do carrinho no ponto B vale 92 J. lV. Quando o carrinho estiver sobre o ponto B a superfície da mini montanha russa aplica sobre ele uma força normal de 62 N. V. No ponto B, a força peso e a força de reação da superfície da mini montanha russa sobre o carrinho possuem a mesma direção e o mesmo sentido. Todas as afirmações corretas estão em: a) IV - V b) II - III - IV c) I - II - III d) I - IV - V 2. Observe a figura abaixo. Uma força constante "F" de 200 N atua sobre o corpo, mostrado na figura acima, deslocando-o por 10 s sobre uma superfície, cujo coeficiente de atrito vale 0,2. Supondo que, inicialmente, o corpo encontrava-se em repouso, e considerando a gravidade local como sendo 210 m / s , pode-se afirmar que o trabalho da força resultante, que atuou sobre o bloco, em joules, foi igual a: a) 20000 b) 32000 c) 40000 d) 64000 e) 80000 3. Considere um bloco de massa m ligado a uma mola de constante elástica k = 20 N/m, como mostrado na figura a seguir. O bloco encontra-se parado na posição x = 4,0 m. A posição de equilíbrio da mola é x = 0. O gráfico a seguir indica como o módulo da força elástica da mola varia com a posição x do bloco. O trabalho realizado pela força elástica para levar o bloco da posição x = 4,0 m até a posição x = 2,0, em joules, vale a) 120 b) 80 c) 40 d) 160 e) - 80 4. O Cristo Redentor, localizado no Corcovado, encontra-se a 710 m do nível no mar e pesa 1.140 ton. Considerando-se g = 10 m/s2, é correto afirmar que o trabalho total realizado para levar todo o material que compõe a estátua até o topo do Corcovado foi de, no mínimo: a) 114.000 kJ b) 505.875 kJ c) 1.010.750 kJ Universidade Estácio de Sá – Campus Macaé Curso: Engenharias Disciplina: Física Teórica e Experimental I Código: CCE0847 Turma: Data: Professor (a): ROBSON FLORENTINO Atividade Semestre: A ser preenchido pelo (a) Aluno (a) Nome do Aluno (a): Nº da matrícula: d) 2.023.500 kJ e) 8.094.000 kJ 5. Suponha que os tratores 1 e 2 da figura arrastem toras de mesma massa pelas rampas correspondentes, elevando- as à mesma altura h. Sabe-se que ambos se movimentam com velocidades constantes e que o comprimento da rampa 2 é o dobro do comprimento da rampa 1. Chamando de 1 2 e τ τ os trabalhos realizados pela força gravitacional sobre essas toras, pode-se afirmar que: a) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ b) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ c) 1 2 1 2; 0 e 0.τ τ τ τ d) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ e) 1 2 1 22 ; 0 e 0.τ τ τ τ 6. Uma partícula de massa 2,0 kg move-se em trajetória retilínea passando respectivamente pelos pontos A e B, distantes 3,0 m, sob a ação de uma força conservativa constante. No intervalo AB, a partícula ganhou 36 J de energia potencial, logo a a) aceleração da partícula é 12 m/s2. b) energia cinética no ponto A é nula. c) força realizou um trabalho igual a 36 J. d) energia cinética em B é maior do que em A. e) força atuou na partícula no sentido de B para A. 7. Considere um corpo sendo arrastado, com velocidade constante, sobre uma superfície horizontal onde o atrito não é desprezível. Considere as afirmações I, II e III a respeito da situação descrita. I. O trabalho da força de atrito é nulo. II. O trabalho da força peso é nulo. III. A força que arrasta o corpo é nula. A afirmação está INCORRETA em: a) I apenas. b) I e III, apenas. c) II apenas. d) I, II e III. 8. Recentemente, a sonda New Horizons tornou-se a primeira espaçonave a sobrevoar Plutão, proporcionando imagens espetaculares desse astro distante. a) A sonda saiu da Terra em janeiro de 2006 e chegou a Plutão em julho de 2015. Considere que a sonda percorreu uma distância de 4,5 bilhões de quilômetros nesse percurso e que 1 ano é aproximadamente 73 10 s. Calcule a velocidade escalar média da sonda nesse percurso. b) A sonda New Horizons foi lançada da Terra pelo veículo espacial Atlas V 511, a partir do Cabo Canaveral. O veículo, com massa total 5m 6 10 kg, foi o objeto mais rápido a ser lançado da Terra para o espaço até o momento. O trabalho realizado pela força resultante para levá-lo do repouso à sua velocidade máxima foi de 11768 10 J.τ Considerando que a massa total do veículo não variou durante o lançamento, calcule sua velocidade máxima. 9. Em uma perícia de acidente de trânsito, os peritos encontraram marcas de pneus referentes à frenagem de um dos veículos, que, ao final dessa frenagem, estava parado. Com base nas marcas, sabendo que o coeficiente de atrito cinético entre os pneus e o asfalto é de 0,5 e considerando a aceleração da gravidadeigual a 210 m / s , os peritos concluíram que a velocidade do veículo antes da frenagem era de 108 km / h. Considerando o atrito dos pneus com o asfalto como sendo a única força dissipativa, o valor medido para as marcas de pneus foi de: a) 30 m. b) 45 m. c) 60 m. d) 75 m. e) 90 m. TEXTO PARA A PRÓXIMA QUESTÃO: Leia o texto e responda à(s) questão(ões). Um motorista conduzia seu automóvel de massa 2.000 kg que trafegava em linha reta, com velocidade constante de 72 km / h, quando avistou uma carreta atravessada na pista. Transcorreu 1s entre o momento em que o motorista avistou a carreta e o momento em que acionou o sistema de freios para iniciar a frenagem, com desaceleração constante igual a 210 m / s . 10. Desprezando-se a massa do motorista, assinale a alternativa que apresenta, em joules, a variação da energia cinética desse automóvel, do início da frenagem até o momento de sua parada. Lembre-se de que: 2 C m v E , 2 em que CE é dada em joules, m em quilogramas e v em metros por segundo. a) 54,0 10 b) 53,0 10 c) 50,5 10 d) 54,0 10 e) 52,0 10 11. Muitas avenidas de grandes cidades são trafegadas por inúmeros veículos todos os dias. Considere um automóvel que se desloca com velocidade de 72 km / h em uma avenida, onde o motorista visualiza um buraco a 300 m. Ele aciona imediatamente os freios e atinge o buraco com velocidade de 36 km / h. Tomando a massa do carro mais o motorista igual a 1.000 kg, qual o módulo do trabalho, em quiilojoules, realizado pelos freios do veículo até atingir o buraco? a) 250 b) 200 c) 150 d) 100 e) 50 12. Um bloco de massa M = 1,0 kg é solto a partir do repouso no ponto A, a uma altura H = 0,8 m, conforme mostrado na figura. No trecho plano entre os pontos B e C (de comprimento L = 3,5 m), o coeficiente de atrito cinético é μ = 0,1. No restante do percurso, o atrito é desprezível. Após o ponto C, encontra-se uma mola de constante elástica k = 1,0 x 102 N/m. Considere a aceleração da gravidade como g = 10 m/s2. Sobre isso, analise as proposições a seguir: I. Na primeira queda, a velocidade do bloco no ponto B é vB = 16 m/s. II. Na primeira queda, a velocidade do bloco no ponto C é vC = 9 m/s. III. Na primeira queda, a deformação máxima da mola é xmáx = 30 cm. IV. O bloco atinge o repouso definitivamente numa posição de 1 m à direita do ponto B. Está(ão) CORRETA(S) a) I e II, apenas. b) III e IV, apenas. c) I, II, III e IV. d) III, apenas. e) I, II e IV, apenas. 13. A pintura abaixo é de autoria do francês Jean-Baptiste Debret, que viajou pelo Brasil entre 1816 e 1831, retratando vários aspectos da natureza e da vida cotidiana do nosso país. A pintura, denominada Caboclo, mostra índios caçando pássaros com arco e flecha. Imagine que a flecha, de 250 g de massa, deixa o arco com uma velocidade 0v 30 m s. Considere que a flecha é lançada com um ângulo de 45 com a horizontal. Com base nestas informações, RESPONDA: a) Qual a energia potencial elástica armazenada no arco antes da flecha ser lançada? b) Considerando que a flecha seja uma partícula e sai do nível do chão, qual a altura máxima que os pássaros devem voar para que o Caboclo possa atingi-los? c) Se o índio não acertaro pássaro, qual a distância que ele irá percorrer para recuperar a flecha? 14. Um trem com massa de 100 toneladas e velocidade de 72 km h , é freado até parar. O trabalho realizado pelo trem, até atingir o repouso, produz energia suficiente para evaporar completamente uma massa x de água. Sendo a temperatura inicial da água igual a 20 C, calcule, em kg, o valor de x. 15. Um corpo de massa 300 kg é abandonado, a partir do repouso, sobre uma rampa no ponto A, que está a 40 m de altura, e desliza sobre a rampa até o ponto B, sem atrito. Ao terminar a rampa AB, ele continua o seu movimento e percorre 40 m de um trecho plano e horizontal BC com coeficiente de atrito dinâmico de 0,25 e, em seguida, percorre uma pista de formato circular de raio R, sem atrito, conforme o desenho abaixo. O maior raio R que a pista pode ter, para que o corpo faça todo trajeto, sem perder o contato com ela é de Dado: intensidade da aceleração da gravidade 2g 10 m / s a) 8 m b) 10 m c) 12 m d) 16 m e) 20 m 16. Deixa-se cair um objeto de massa 500g de uma altura de 5m acima do solo. Assinale a alternativa que representa a velocidade do objeto, imediatamente, antes de tocar o solo, desprezando-se a resistência do ar. a) 10m / s b) 7,0m / s c) 5,0m / s d) 15m / s e) 2,5m / s 17. Um jovem movimenta-se com seu “skate” na pista da figura acima desde o ponto A até o ponto B, onde ele inverte seu sentido de movimento. Desprezando-se os atritos de contato e considerando a aceleração da gravidade 2g 10,0m / s , a velocidade que o jovem “skatista” tinha ao passar pelo ponto A é a) entre 11,0 km / h e 12,0 km / h b) entre 10,0 km / h e 11,0 km / h c) entre 13,0 km / h e 14,0 km / h d) entre 15,0 km / h e 16,0 km / h e) menor que 10,0 km / h 18. A figura abaixo ilustra (fora de escala) o trecho de um brinquedo de parques de diversão, que consiste em uma caixa onde duas pessoas entram e o conjunto desloca-se passando pelos pontos A, B, C e D até atingir a mola no final do trajeto. Ao atingir e deformar a mola, o conjunto entra momentaneamente em repouso e depois inverte o sentido do seu movimento, retornando ao ponto de partida. No exato instante em que o conjunto ( 2 pessoas + caixa) passa pelo ponto A, sua velocidade é igual a AV 10 m s. Considerando que o conjunto possui massa igual a 200 kg, qual é a deformação que a mola ideal, de constante elástica 1100 N m, sofre quando o sistema atinge momentaneamente o repouso? Utilize 2g 10 m s e despreze qualquer forma de atrito. a) 3,7 m b) 4,0 m c) 4,3 m d) 4,7 m 19. Um carrinho é lançado sobre os trilhos de uma montanha russa, no ponto A, com uma velocidade inicial 0V , conforme mostra a figura. As alturas h1, h2 e h3 valem, respectivamente, 16,2 m, 3,4 m e 9,8 m. Para o carrinho atingir o ponto C, desprezando o atrito, o menor valor de V0, em m/s, deverá ser igual a a) 10. b) 14. c) 18. d) 20. Lista EXTRA de Exercícios 1. Considere que Roberto, em suas caminhadas de 2 000 m para manter o seu condicionamento físico, desenvolva uma velocidade média de 5 km/h. O tempo gasto para percorrer esta distância é de a) 12 min. b) 20 min. c) 24 min. d) 36 min. e) 40 min. 2. Um motorista dirige um automóvel em um trecho plano de um viaduto. O movimento é retilíneo e uniforme. A intervalos regulares de 9 segundos, o motorista percebe a passagem do automóvel sobre cada uma das juntas de dilatação do viaduto. Sabendo que a velocidade do carro é 80 km/h, determine
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